(57)【要約】【課題】心拍数に応じて自動的にフレームレートを調整する超音波画像診断装置を提供する。【解決手段】被検体の心拍数の入力を順次受けて、該心拍数を基に所定タイミング毎に予め記憶されている超音波の送受信の条件を選択することで、被検体の心拍数の変化に応じて前記フレームレートを変更させる条件選択手段１２１と、所定タイミング毎に選択された条件に更新された超音波の送受信の条件で超音波プローブ１０１を介して被検体に向けて超音波を送信し、被検体で反射した超音波エコーを受信する送受信手段１０２と、超音波エコーによる信号を処理し画像データを生成する信号処理手段１０３と、画像データからフレームレートに応じた超音波断層像を生成する画像生成手段１０４と、生成された超音波断層像を表示手段１０７に表示させる表示制御手段１０６と、を備える。【選択図】図１
2010022418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の心拍数の入力を順次受けて、該心拍数を基に所定タイミング毎に予め記憶されている超音波の送受信の条件を選択することで、前記被検体の前記心拍数の変化に応じて前記フレームレートを変更させる条件選択手段と、
前記所定タイミング毎に前記選択された条件に更新された、前記超音波の送受信の条件で、超音波プローブを介して前記被検体に向けて超音波を送信し、前記被検体で反射した超音波エコーを受信する送受信手段と、
前記超音波エコーによる信号を処理し画像データを生成する信号処理手段と、
前記画像データから前記フレームレートに応じた超音波断層像を生成する画像生成手段と、
前記生成された超音波断層像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項２】
前記心拍数の範囲と前記超音波の送受信の条件との対応を表わす対応テーブルを記憶する記憶手段をさらに有し、
前記条件選択手段は、
前記対応テーブルを参照して該当する前記心拍数の範囲に対応する前記超音波の送受信の条件を選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波画像診断装置。
【請求項３】
前記超音波の送受信の条件には、並列同時受信の数、走査角、走査密度、及び送受信の繰り返し周波数のうち少なくとも一つが含まれることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波画像診断装置。
【請求項４】
前記対応テーブルは、心拍数が上昇すると、並列同時受信の数が増加する、走査角が小さくなる、走査密度が疎になる、又は送受信の繰り返し周波数は長くなる、の少なくともいずれか一つを満たすことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記対応テーブルは予め記憶されている固定のテーブルであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置。
【請求項６】
前記対応テーブルに含まれる前記送受信の条件は、操作者の入力により設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置。
【請求項７】
前記超音波の送受信の条件には、前記超音波の走査方向に直交する方向の角度である揺動角が含まれ、
前記画像生成手段は３次元画像を生成する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項８】
ＥＣＧ信号におけるＲ波を基準として１心拍を求め、心拍数を求める時点での最新の心拍から所定心拍数前まで心拍を使用して被検体の心拍数を求める心拍数計測手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に向けて超音波を送受信することにより被検体の断面を繰り返し走査し、得られた超音波エコーに基づいて超音波画像を連続的に生成する超音波画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波画像診断装置は、被検体に向けて送信した超音波の反射波（以下、「超音波エコー」と呼ぶ。）の大きさを用いて被検体内の組織構造を画像化するＢモード法や、超音波ドプラ効果を用いて血流の流れや臓器の移動速度を画像化するカラードプラ法などの複数の撮影モードがある。医師や検査技師（以下では、「操作者」と呼ぶ。）は表示された超音波断層像を参照して被検体の診断を行う。
【０００３】
また、超音波画像診断装置は、被検体の断面の走査を繰り返し行うことで、走査のタイミングが異なる複数の超音波断層像を作成する。そして、操作者は、走査のタイミングが異なる複数の超音波断層像を参照することで、検査対象となっている被検体の部位（以下では、「対象部位」と呼ぶ。）の動きを確認し診断を行うこともある。このような超音波断層像を比較して診断を行うことは、対象部位を心臓としたＢモード画像の超音波断層像による診断の場合に多く用いられる。
【０００４】
上述のように走査のタイミングが異なる超音波断層像を比較して診断を行う場合、操作者にとって最も比較し易い超音波断層像を生成することが必要である。例えば心臓の診断を行う場合、最も差の大きい拡張末期と収縮末期の超音波断層像を比較することで心臓の動きを正確に把握することができる。また、心筋の伸縮運動を適切な時間分解能で観察することも必要である。
【０００５】
しかし、拡張末期や収縮末期は短時間しか状態を保たないため、拡張末期や収縮末期の超音波断層像を取得するためにはタイミングを正確に合わせる必要がある。例えば、フレームレートを３０枚／ｓｅｃ〜４０枚／ｓｅｃとすると、１回の走査を行うのに３３ｍｓｅｃかかることになる。そして、通常状態での健常な成人の心拍は６０〜７０心拍／ｍｉｎであり、拡張末期や収縮末期の状態を保っている時間はおおよそ４０〜８０ｍｓｅｃである。したがって、３０枚／ｓｅｃ〜４０枚／ｓｅｃのフレームレートであれば、通常状態での健常な成人の心臓における拡張末期や収縮末期の画像を得ることができる。これに対し、ストレスエコーなどによる診断において心拍数を上げながら診断する場合は、心拍数は１２０〜１４０心拍／ｍｉｎとなり、拡張末期や収縮末期の状態を保っている時間は短くなると想定され、３０枚／ｓｅｃ〜４０枚／ｓｅｃのフレームレートでは１回の走査を行うのに３３ｍｓｅｃ掛かるため、拡張末期や収縮末期の状態中に走査を行うことは困難であると考えられる。
【０００６】
そこで、従来は診断部位や心拍数に応じて適切な画像を取得するためにフレームレートを調整する技術が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。また、これらの技術を使用し、手動でフレームレートを調整することで心筋の伸縮運動に応じた適切なフレームレートを設定していた。これは、例えば、被験者が小児の場合には心拍数が高い値を示すし、また成人に対して運動を行わせたり薬物を投与したりして心臓に負荷をかけた状態での診断（ストレス・エコー）の場合にも心拍数が高い値を示す。このような場合に、操作者は診断時に被検者に装着したセンサによりＥＣＧ信号を取得し、そこから算出される心拍数を超音波画像診断装置のモニター上から読み取る。そして、高い心拍数の場合には心臓の動きに合わせて短いサイクルで画像を形成する必要があるため、操作者は心拍数に応じて走査角を狭くするなどしてフレームレートを高く設定するように調整していた。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−０７５９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、診断中にも心拍数は変化していく。この点、手動によるフレームレートの調整では診断中の心拍数の変化につぶさに対応することが困難である。そのため、高い心拍数に対して対応するようフレームレートを高く設定すると、心拍数が下がっても画像の分解能が低下したままであることや、低い心拍数に対して対応するようフレームレートを低く設定すると、心拍数が上昇した場合に時間分解能が十分に取れないことがあった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、心拍数に応じて自動的にフレームレートを調整する超音波画像診断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被検体の心拍数の入力を順次受けて、該心拍数を基に所定タイミング毎に予め記憶されている超音波の送受信の条件を選択することで、前記被検体の前記心拍数の変化に応じて前記フレームレートを変更させる条件選択手段と、前記所定タイミング毎に前記選択された条件に更新された、前記超音波の送受信の条件で、超音波プローブを介して前記被検体に向けて超音波を送信し、前記被検体で反射した超音波エコーを受信する送受信手段と、前記超音波エコーによる信号を処理し画像データを生成する信号処理手段と、前記画像データから前記フレームレートに応じた超音波断層像を生成する画像生成手段と、前記生成された超音波断層像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の超音波画像診断装置によると、被検体の心拍数に合わせてフレームレートを変更して画像形成を行うため、心臓の動きにあったフレームレートによる超音波断層像の生成ができる。これにより、心拍数が高く心臓の動きが早いときにはフレームレートを高くして診断に必要な時間分解能を有する画像が得られ、心臓の拡張末期や縮小末期などの必要とされるタイミングにおける画像を取り逃すことを軽減でき、さらに、心拍数が低く心臓の動きが遅いときには、フレームレートを低くして画質を向上させた画像が得られる。したがって、本発明に係る超音波画像診断装置は医師などによる診断の精度の向上に寄与することが可能となる。
【００１２】
また、心拍数が低い場合に画質を向上させずに送受信の繰り返し周波数を下げることで、メモリなどの記憶領域の使用量を抑えながら診断に必要な画像を得ることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
〔第１の実施形態〕
以下、この発明の第１の実施形態に係る超音波画像診断装置について説明する。図１は本実施形態に係る超音波画像診断装置の機能を表すブロック図である。
【００１４】
図１の太枠で囲まれた部分が本実施形態に係る超音波画像診断装置１００である。そして、超音波画像診断装置１００は外部にある心電計００１と接続されている。
【００１５】
被検体には生体信号（心電図、心音図など）を取得するためのセンサ（不図示）が取り付けられており、該センサは心電計００１と接続されている。このセンサは心臓の収縮運動の周期を観察するために取り付けられている。とりわけ、ＥＣＧ信号に基づいて計算される単位時間当たりの心拍数は心臓の機能計測に有用な情報の１つである。
【００１６】
心電計００１は、心拍数計測手段００２を有する。心拍数計測手段００２は、センサから入力されたＥＣＧ信号（心電図）に基づいて単位時間当たりの心拍数を計算する。具体的には、心電計００１はＥＣＧ信号のうち最も特徴的なＲ波を抽出し１つのＲ波から次のＲ波までを１心拍とする。そして、心拍数計測手段００２は、予め決められた秒数毎（以下では１０秒毎で説明する）に、その時点での最新の心拍から４心拍前までの心拍を取得し、その間に掛かった時間とその間の心拍数から単位時間当たりの心拍数（以下では、単に「心拍数」と呼ぶ。）を計算する。ここで、上述の予め決められた秒数が本発明における「所定タイミング」にあたる。心電計００１は、１０秒毎に、求めた心拍数を超音波画像診断装置１００が有する制御手段１２０へ順次出力する。ここで、心拍数の計算に４心拍前までの心拍を使用しているが、これは他の値でも良く、４〜８心拍の間で設定することが好ましい。
【００１７】
さらに、心電計００１は、表示制御手段１０６へ心電図を出力する。ここで、本実施形態では心拍数計測手段００２を超音波画像診断装置１００の外部に配置しているが、これは超音波画像診断装置１００が備える構成にしてもよく、その場合、制御手段１２０の中に心拍数計測手段００２は配置される。
【００１８】
記憶手段１０９には予めフレームレート制御テーブル１１０が記憶されている。このフレームレート制御テーブル１１０とは図２に示すようなテーブルであり、心拍数２０１の範囲、ここでは低値２０６以上高値２０７以下の範囲、とそれに対応するフレームレートを決定するための超音波を送受信する条件が記憶されている。図２はフレームレート制御テーブル１１０の一例の図である。このフレームレート制御テーブル１１０が本発明における「対応テーブル」にあたる。また、低値２０６以上高値２０７以上の範囲が本発明における「心拍数の範囲」にあたる。また、本実施形態では、超音波を送受信する条件として、図２のテーブルに示すように並列同時送受信の数２０２、走査角２０３、走査線密度２０４、及び送受信の繰り返し周波数２０５が規定されている。この並列同時送受信の数２０２とは被検体へ向けて超音波を１回送信した場合に、超音波エコーを同時に受信する数を表わすものである（例えば、特公昭５６年大２００１７号公報参照。）。これは、１回の超音波の送信で複数の地点における画像生成用のデータが受信できるため、走査を全体的に見ると１本のラスタデータを生成するのに掛かる時間を短縮することができる。ここで、図２の１方向とは１つの送信に対し、１つの受信を行なうという通常の送受信を表わしており、これは並列同時送受信をＯＦＦにしている場合である。また、送受信の繰り返し周波数２０５とは、被検体へ超音波を送信してから次の超音波を被検体へ送信するまでに空ける時間の間隔である。これは、１つ前の超音波の送受信による超音波エコーによる次の超音波の送受信への影響を軽減するために必要とされる時間である。すなわち、送信した超音波エコーが反射して返ってくるまでの時間にバッファを持たせた時間として決定される。したがって、送受信の繰り返し周波数２０５を低く（Ｌｏｗに）すると時間間隔は長くなり、一本のラスタを生成するのに掛かる時間が全体として長くなる。また、走査角２０３を大きくすると、超音波を断面に沿った方向へ振る幅が大きくなり、その中に入るラスタの本数が増える。さらに、走査線密度２０４を高く（Ｈｉｇｈに）すると１つの断面におけるラスタ同士の間隔が狭くなり、ラスタの本数が増えることになる。
【００１９】
ここで、フレームレートは１秒間に走査する断面画像の枚数であり、
フレームレート＝１／（１本のラスタを生成する時間×ラスタの本数）
と表わされる。
【００２０】
そして、並列同時受信の数２０２及び送受信の繰り返し周波数２０５は１本のラスタを生成する時間を規定するものであり、走査角２０３及び走査線密度２０４はラスタの本数を規定するものである。したがって、以上の４つのパラメータの値に対応してフレームレートが決定されることになる。
【００２１】
ここで、本実施形態では、バランスのよい画質の超音波断層像にするため、フレームレートを決定するための超音波の送受信を行う条件として、並列同時受信の数２０２、走査角２０３、走査線密度２０４、及び送受信の繰り返し周波数２０５という４つのパラメータを使用したが、フレームレートを調整するためには上述の４つのパラメータ全てを使用する必要はなく、例えば、そのうちの１つもしくはいくつかの組み合わせを用い、他のパラメータは固定にしておいてもよい。その場合、フレームレート制御テーブル１１０には、固定しておくパラメータは記憶しなくてもよい。
【００２２】
さらに、本実施形態では、予め製造メーカなどで作成されたフレームレート制御テーブル１１０を使用しているが、これは、医師や検査技師などの操作者（以下、単に「操作者」と呼ぶ。）によって作成されたものを使用してもよい。この場合、操作者から入力手段１０８を用いて作成され、入力されたフレームレート制御テーブル１１０が、記憶手段１０９に記憶される。このように操作者から入力されたフレームレート制御テーブル１１０を使用することで、超音波画像診断装置１００を使用する操作者の要望に沿ったフレームレートの調整を行うことが可能となる。
【００２３】
制御手段１２０はＣＰＵ及びその動作を規定するプログラムで構成されており、条件選択手段１２１及び条件割当手段１２２を備える。条件選択手段１２１は、心電計００１から１０秒毎に順次入力される心拍数を受けて、図２に示すような記憶手段１０９に記憶されているフレームレート制御テーブル１１０を参照し、入力された心拍数が含まれるフレームレート制御テーブル１１０上の心拍数２００の範囲（低値２０６以上高値２０７以下の範囲）を抽出し、該心拍数２００の範囲に対応する、並列同時送受信の数２０２、走査角２０３、走査線密度２０４、及び送受信の繰り返し周波数２０５を順次選択する。例えば、心電計００１から入力された心拍数が６０だった場合、条件選択手段１２１は、図２に示されるフレームレート対応テーブル１０９を参照し、６０が含まれる心拍数２００の範囲を低値２０６が５１、高値２０７が７０である列２０８を抽出する。そして、その心拍数２００の範囲に対応するものとして、並列同時受信の数２０２が２方向、走査角２０３が１２０度、走査線密度２０４がＨｉｇｈ、及び送受信の繰り返し周波数２０５がＬｏｗ、を選択する。条件選択手段１２１は条件割当手段１２２へ選択した条件を出力する。条件選択手段１２１は、１０秒毎に心電計００１から入力される心拍数に対して上述の選択を順次繰り返し、選択した条件を順次条件割当手段１２２へ出力する。
【００２４】
また、制御手段１２０は、心電計００１から入力された心拍数、及び超音波断層像とともに表示させるための文字列（キャラクタ）などを表示制御手段１０６に入力する。
【００２５】
条件割当手段１２２は、条件選択手段１２１が所定のタイミングで求めた超音波の送受信の条件の入力を順次受けて、その入力を受ける毎に必要な場合には、送受信手段１０２に超音波送受信の条件を出力する。具体的には、条件割当手段１２２は、現在送受信手段１０２が使用している超音波の送受信の条件である並列同時送受信の数、走査角、走査線密度、及び送受信の繰り返し周波数を記憶している。そして、条件割当手段１２２は、条件選択手段１２１から順次入力される並列同時送受信の数、走査角、走査線密度、及び送受信の繰り返し周波数と、記憶している条件選択手段１２１から順次入力される並列同時送受信の数、走査角、走査線密度、及び送受信の繰り返し周波数とを比較し、同じ条件であれば送受信手段１０２及び画像生成手段１０４に対する出力を行わず、異なる条件であれば送受信手段１０２へ、並列同時送受信の数、走査角、走査線密度、及び送受信の繰り返し周波数を出力する。さらに、条件割当手段１２２は、走査角及び走査線密度を画像生成手段１０４へ出力する。このように、条件割当手段１２２は心拍数の上昇や下降といった変化に合わせて、送受信手段１０２の超音波の送受信の条件を都度変更していく。
【００２６】
送受信手段１０２は、条件割当手段１２２から入力された並列同時送受信の数、走査角、走査線密度、及び送受信の繰り返し周波数に基づいて、超音波プローブ１０１を介しての被検体に対する超音波の送信及び被検体からの超音波エコーの受信を行ない、被検体を走査する。さらに、送受信手段１０２は、受信した超音波エコーに基づく信号を信号処理手段１０３へ出力する。
【００２７】
信号処理手段１０３は、エコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からＢモード画像信号を生成する。具体的には、信号処理手段１０３は、送受信手段１０２から入力される信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、その後、出力信号の包絡線を検波し、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施す。
【００２８】
また本実施形態では、心拍数にあわせてフレームを調整することで最適な時点での画像を比較でいるという効果を最も得られるＢモード画像を生成する場合で説明するが、これは他の種類の画像、すなわちカラードプラ画像などの場合でも本発明に係る超音波画像診断装置１００は動作可能である。その場合、信号処理手段１０３は、ドプラ処理の場合、パルスドプラ法（ＰＷドプラ法）又は連続波ドプラ法（ＣＷドプラ法）により血流の速度情報、パワー情報、及び分散情報を生成する。例えば、パルスドプラ法によると、パルス波を用いているため、ある特定の深度のドプラ偏移周波数成分を検出することができる。このように距離分解能を有するため、特定部位の組織や血流の速度計測が可能となっている。信号処理手段１０３は、送受信部１０２から入力される信号に対して、所定の大きさを有する血流観測点内における受信信号を位相検波することによりドプラ偏移周波数成分を取り出し、さらにＦＦＴ処理を施して、血流観測点内の血流の速度情報、パワー情報、及び分散情報を表すドプラ周波数分布を生成する。
【００２９】
また、連続波ドプラ法はパルスドプラ法と異なり、血流観測点で得られる主要なドプラ偏移周波数成分に加えて、超音波の送受信方向全てのドプラ偏移周波数成分が重畳されるが、高速血流計測に優れている。信号処理手段１０３は、送受信部１０２から送られる信号に対して、血流観測点から超音波の送受信を行うラインであるサンプルライン上における受信信号を位相検波することによりドプラ偏移周波数成分を取り出し、さらにＦＦＴ処理を施して、サンプルライン上の血流の速度情報、パワー情報、及び分散情報を表すドプラ周波数成分を生成する。
【００３０】
画像生成手段１０４は、ＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０５を備える。ＤＳＣ１０５は、信号処理手段１０３から出力された走査線信号列で表される信号処理後のデータ（ラスタデータ）を読み込んで、制御手段１２０から入力された走査角及び操作密度を基に請けたラスタデータにおけるラスタの配置を把握し、そのラスタデータを空間情報に基づいた直交座標系のデータに変換し（Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ処理）、超音波断層像を生成する。画像生成手段１０４は生成した超音波断層像を表示制御手段１０６へ出力する。
【００３１】
表示制御手段１０６は、画像生成手段１０４から入力された超音波断層像と、制御手段１２０から入力された心拍数及び表示する文字列、並びに心電計００１から入力された心電図を並べ表示手段１０７に表示させる。
【００３２】
次に、図３を参照して本実施形態に係る超音波画像診断装置１００における超音波断層像の生成の流れについて説明する。図３は本実施形態に係る超音波画像診断装置１００における超音波断層像の生成のフローチャートの図である。
【００３３】
ステップＳ００１：心電計００１は被検体に配置されたセンサから入力された心電図を基に、１０秒毎に心拍数を計算し、制御手段１２０へ出力する。制御手段１２０は、心電計００１から１０秒毎に求められた心拍数の入力を受ける。
【００３４】
ステップＳ００２：条件選択手段１２１は、記憶手段１０９に記憶されているフレームレート制御テーブル１１０を参照し、心電計００１から入力された心拍数のフレームレート制御テーブル１１０のどの心拍数の範囲に含まれるかを求め、その求めた心拍数の範囲に対応する超音波の送受信の条件である、並列同時送受信の数、走査角、走査線密度、及び送受信の繰り返し周波数を選択する。さらに、条件選択手段１２１は、選択した条件を条件割当手段１２２に入力する。
【００３５】
ステップＳ００３：条件割当手段１２２は、条件選択手段１２１から入力された超音波の送受信の条件と、送受信手段１０２に現在設定されている超音波の送受信の条件とを比較する。入力された超音波の送受信の条件と現在設定されている超音波の送受信の条件が同じであれば、ステップＳ００１及びステップＳ００２を繰り返し、入力された超音波の送受信の条件と現在設定されている超音波の送受信の条件が異なっていれば、ステップＳ００４に進む。
【００３６】
ステップＳ００４：条件割当手段１２２は、入力された超音波の送受信の条件を送受信手段１０２及び画像生成手段１０４に入力する。
【００３７】
ステップＳ００５：送受信手段１０２は、条件割当手段１２２から入力された超音波の送受信の条件に基づき、超音波プローブ１０１を介して被検体に超音波を送信し、さらに、被検体からの反射波である超音波エコーを超音波プローブ１０１を介して受信する。送受信手段１０２は、超音波エコーに基づく信号を信号処理手段１０３へ出力する。
【００３８】
ステップＳ００６：信号処理手段１０３は、送受信手段１０２から入力された信号に対し信号処理を行い、Ｂモード画像信号を生成する。信号処理手段１０３は、生成したＢモード画像データを画像生成手段１０４へ出力する。
【００３９】
ステップＳ００７：画像生成手段１０４に含まれるＤＳＣ１０５は、信号処理手段１０３から入力されたＢモード画像データに対し、座標変換などを行ない、超音波断層像を生成する。画像生成手段１０４は、生成した超音波断層像を表示制御手段１０６へ入力する。
【００４０】
ステップＳ００８：表示制御手段１０６は、画像生成手段１０４から入力され超音波断層像、心電計００１から入力された心電図、及び制御手段１２０から入力された心拍数や文字列などをあわせて、表示手段１０７に表示させる。
【００４１】
ステップＳ００９：制御手段１２０は、超音波画像診断が終了したか否かを判断する。この判断は、予め設定されたシーケンスを全て終わるか、途中で操作者などから中断の命令が入力されることにより判断できる。超音波画像診断が終了した場合には超音波断層像の生成及び表示を終了する。超音波画像診断が終了していない場合には、ステップＳ００１に進む。
【００４２】
以上で説明したように、本実施形態に係る超音波画像診断装置は心拍数の上昇、下降に合わせて超音波の送受信の条件を変更することにより、自動的にフレームレートを調整することができる。これにより、被検体の現在の心拍数にあった時間分解能を有する超音波断層像が生成できるとともに、心臓の拡張末期や収縮末期などの必要とされるタイミングにおける２次元超音波断層像の取り逃しを軽減させることができる。したがって、医師は本実施形態に係る超音波画像診断装置が生成した画像を参照することで、心拍数が低くフレームレートがそれほど必要とされない場合には画質を上げて詳細を観察でき、また、心拍数が高くフレームレートが必要とされる場合にはフレームレートを上げることで診断に心臓の拡張期や収縮期などといった必要な画像を取り逃すことを軽減することができるため、本実施形態にかかる超音波画像診断装置は医師等による２次元超音波断層像を使用した診断の精度の向上に寄与することが可能となる。
【００４３】
また、心拍数が低い場合に画質を向上させずに送受信の繰り返し周波数を下げることで、メモリなどの記憶領域の使用量を抑えながら診断に必要な画像を得ることも可能となる。したがって、より多くの画像を保存することができ、医師等による診断の精度の向上に寄与することが可能となる。
【００４４】
〔第２の実施形態〕
以下、この発明の第２の実施形態に係る超音波画像診断装置について説明する。第２の実施形態に係る超音波画像診断装置は、３次元超音波画像を生成できる超音波画像診断装置であり、構成は第１の実施形態と同様の図１に示される構成である。
【００４５】
３次元超音波画像を生成するためには、２次元超音波断層像の生成と同様に走査し、被検体における観察の対象部位の断層像を生成するとともに、２次元超音波断層像の生成における走査方向と直交する方向（以下では、「ボリューム方向」と呼ぶ。）に角度をつける（以下では、この角度を「揺動角」と呼ぶ。）ことで３次元の領域の画像を生成する。そこで、１秒間にいくつの３次元超音波画像を生成するかをあらわすレート、すなわち２次元超音波断層像におけるフレームレートに対応するレート（以下では、「ボリュームレート」と呼ぶ。）を決定する超音波の送受信の条件として、第１の実施形態で用いた、並列同時送受信の数、走査角、走査線密度、及び送受信の繰り返し周波数に加えて、揺動角を用いる必要がある。そこで、以下では、３次元超音波画像作成のための超音波の送受信の条件の選択、及び割り当てについて説明する。
【００４６】
記憶手段１０９には予めボリュームレート制御テーブルが記憶されている。これは第１の実施形態におけるフレームレート制御テーブル１１０に当たるものであり、本発明における「対応テーブル」にあたる。このボリューム制御テーブルは、図４に示すようなテーブルであり、図２に示すフレームレート制御テーブル１１０に記憶されている超音波の送受信の条件である条件４０２に、揺動角４０１が条件としてさらに加わったテーブルである。図４はボリュームレート制御テーブルの一例を表わす図である。揺動角４０１は大きいほど３次元領域の全体を走査する領域が大きくなるため、その領域に含まれるラスタの本数が増える。したがって、揺動角４０１が大きくなるとボリュームレートが下がることになる。そこで、ボリュームレート制御テーブルでは、心拍数が低くければボリュームレートは低くてすむため揺動角４０１を大きくし、心拍数が高ければボリュームレートを高くする必要があるため揺動角４０１を小さくすることになる。例えば、図４に示すように、心拍数の範囲が４１以上５０の場合には揺動角４０１が１２０度と設定されているのに対して、心拍数の範囲が５１以上７０以下の場合には揺動角４０１が９０度と設定されている。
【００４７】
条件選択手段１２１は、心電計００１から心拍数の入力を受けて、記憶手段１０９に記憶されているボリュームレート制御テーブルを参照する。以下では、心電計００１から入力された心拍数が６０の場合で説明する。
【００４８】
条件選択手段１２１は、入力された心拍数に対応したボリュームレート制御テーブルにおける心拍数の範囲を求める。すなわち、入力された心拍数が６０の場合、心拍数の範囲が５１以上７０以下に含まれる。そこで、条件選択手段１２１は、ボリュームレート制御テーブルにおける心拍数の範囲５１以上７０以下に対応する超音波の送受信の条件を選択する。すなわち、条件選択手段１２１は、並列同時送受信の数が２方向、走査角が１２０度、走査線密度がＨｉｇｈ、送受信の繰り返し周波数がＬｏｗ、さらに揺動角が９０度として超音波の送受信の条件を選択し、フレームレートを決定する。
【００４９】
条件選択手段１２１は、並列同時送受信の数が２方向、走査角が１２０度、走査線密度がＨｉｇｈ、送受信の繰り返し周波数がＬｏｗ、さらに揺動角が９０度という条件を条件割当手段１２２へ出力する。
【００５０】
条件割当手段１２２は、条件選択手段１２１から入力された条件と現在送受信手段１０２が超音波の送受信に用いている条件を比較し、同じ条件であれば条件の変更は行わず、異なる条件であれば、送受信手段１０２に、並列同時送受信の数が２方向、走査角が１２０度、走査線密度がＨｉｇｈ、送受信の繰り返し周波数がＬｏｗ、さらに揺動角が９０度という条件を入力し、さらに、画像生成手段１０４に、走査角が１２０度、走査線密度がＨｉｇｈ、揺動角が９０度という条件を入力する。
【００５１】
送受信手段１０２は、入力された超音波の送受信の条件である、並列同時送受信の数が２方向、走査角が１２０度、走査線密度がＨｉｇｈ、送受信の繰り返し周波数がＬｏｗ、さらに揺動角が９０度という条件を基に、超音波プローブ１０１を介して被検体に超音波を送るとともに、被検体からの反射波である超音波エコーを受信する。
【００５２】
信号処理手段１０３は、超音波エコーに対して信号処理を行いボクセルデータを生成する。信号処理手段１０３は、ボクセルデータを画像生成手段１０４に出力する。
【００５３】
画像生成手段１０４は、信号処理手段１０３から入力されたデータを基に、ボリュームレンダリングなどを行ない、３次元超音波画像を生成する。画像生成手段１０４は、生成した３次元超音波画像を表示制御手段１０６に出力する。
【００５４】
表示制御手段１０６は、画像生成手段１０４から入力された３次元超音波画像、心電計００１から入力された心電図、並びに制御手段１２０から入力された文字列及び心拍数などを基に、表示画面を生成し、表示手段１０７に表示させる。
【００５５】
以上で説明したように、本実施形態に係る超音波画像診断装置では、心拍数の上昇、下降に合わせて超音波の送受信の条件を変更することで、自動的にボリュームレートを調整した３次元超音波画像を生成及び表示することができる。これにより、適切な時間分解能を有する３次元超音波画像を表示することができるとともに、心臓の拡張末期や縮小末期などの必要とされるタイミングにおける３次元超音波画像の取り逃しを軽減することが可能となる。したがって、医師による３次元超音波画像を用いた診断の精度の向上に寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る超音波画像診断装置のブロック図
【図２】フレームレート制御テーブルの一例の図
【図３】本実施形態に係る超音波画像診断装置の超音波断層像の生成及び表示のフローチャートの図。
【図４】ボリュームレート制御テーブルの一例を表わす図
【符号の説明】
【００５７】
００１  心電計
００２  心拍数計測手段
１００  超音波画像診断装置
１０１  超音波プローブ
１０２  送受信手段
１０３  信号処理手段
１０４  画像生成手段
１０５  ＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）
１０６  表示制御手段
１０７  表示手段
１０８  入力手段
１０９  記憶手段
１１０  フレームレート制御テーブル
１２０  制御手段
１２１  条件選択手段
１２２  条件割当手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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